Tepelná analýza PCB je rozdelená hlavne do troch kategórií: diferenciálny skenovací kalorimeter, termomechanický analyzátor, termogravimetrický analyzátor. Kalorimetria diferenciálneho skenovania je metóda merania vzťahu medzi rozdielom výkonu a teplotou (alebo časom) medzi vstupným materiálom a referenčným materiálom pod naprogramovanou reguláciou teploty. Je široko používaný, ale v analýze PCB sa používa hlavne na meranie stupňa vytvrdzovania a teploty prechodu skla rôznych polymérnych materiálov používaných na PCB. Tieto dva parametre určujú spoľahlivosť PCB v nasledujúcom procese.
Termomechanická analytická technológia sa používa na meranie deformačných vlastností pevných látok, kvapalín a gélov pôsobením tepelnej alebo mechanickej sily pri naprogramovanej teplote. V analýze PCB sa používa hlavne pre dva najkritickejšie parametre PCB: meranie jeho lineárneho expanzného koeficientu a teploty prechodu skla. PCB so substrátmi s nadmernými expanznými koeficientmi často vedú k zlyhaniu zlomenín metalizovaných otvorov po spájkovaní a montáži.
Pri analýze PCB sa termogravimetrická metóda používa hlavne na meranie tepelnej stability alebo teploty tepelného rozkladu materiálov PCB. Ak je teplota tepelného rozkladu substrátu príliš nízka, PCB exploduje alebo sa delaminát, keď prechádza vysokou teplotou spájkovacieho procesu a poruchového javu.